面向5G+垂直行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)配置模型

文 聶煒玲 黃 嘉 王麗秋

1.背景

1.1 概述

5G垂直行業(yè)的需求帶動(dòng)了運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型和收入增長(zhǎng)。云計(jì)算與邊緣計(jì)算協(xié)同的“云-邊-網(wǎng)-端”成為未來(lái)垂直行業(yè)數(shù)字化發(fā)展趨勢(shì)。中國(guó)信通院發(fā)布《云計(jì)算與邊緣計(jì)算協(xié)同九大應(yīng)用場(chǎng)景（2019年）》白皮書(shū)顯示：未來(lái)云邊協(xié)同將主要集中在九大應(yīng)用場(chǎng)景上，聚焦協(xié)同，以應(yīng)用為導(dǎo)向。因此，應(yīng)對(duì)垂直行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)資源儲(chǔ)備迫在眉睫。

1.2 5G垂直行業(yè)應(yīng)用細(xì)分

5G垂直行業(yè)應(yīng)用主要分為視頻及泛娛樂(lè)類(lèi)、智慧城市、智慧園區(qū)、智能電網(wǎng)、智慧教育、智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)、智慧醫(yī)療、智慧農(nóng)業(yè)、智慧金融、智慧媒體、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、行業(yè)視頻、網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)、智能服務(wù)機(jī)器人等14類(lèi)共計(jì)86種應(yīng)用。具體情況如表1所示。

1.3 5G垂直行業(yè)用戶的分類(lèi)

運(yùn)營(yíng)商將5G垂直行業(yè)用戶分為三類(lèi)，不同類(lèi)型的用戶采用不同的網(wǎng)絡(luò)配置滿足客戶需求，具體分類(lèi)如下：

表1 5G垂直行業(yè)應(yīng)用細(xì)分表

優(yōu)享用戶：公網(wǎng)共用，采用切片模式完成業(yè)務(wù)邏輯隔離，實(shí)現(xiàn)特定網(wǎng)絡(luò)速率、時(shí)延及可靠性優(yōu)先保障。

專(zhuān)享用戶：公網(wǎng)專(zhuān)用，采用覆蓋增強(qiáng)+邊緣計(jì)算模式，滿足數(shù)據(jù)不出場(chǎng)、超低時(shí)延等業(yè)務(wù)需求，提供專(zhuān)屬網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

尊享用戶：專(zhuān)網(wǎng)專(zhuān)用，建設(shè)專(zhuān)用核心網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)高安全性、高隔離度、定制化建網(wǎng)需求。

2.網(wǎng)絡(luò)應(yīng)對(duì)部署策略

2.1 公用資源部分

2.1.1 云計(jì)算

云計(jì)算為垂直行業(yè)提供計(jì)算能力，運(yùn)營(yíng)商需要提升IaaS/PaaS/SaaS多樣化產(chǎn)品服務(wù)能力，打造具備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的行業(yè)云解決方案。目前國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商的云計(jì)算主要為集中部署，在面向5G+垂直行業(yè)業(yè)務(wù)時(shí)期需要考慮計(jì)算能力下沉的模式，需要提前搭建云計(jì)算集中+邊緣的計(jì)算架構(gòu)，應(yīng)對(duì)公有業(yè)務(wù)需求到來(lái)。

因此，云計(jì)算能力的部署需要同步考慮中心+邊緣的模式，按需下沉，解決垂直行業(yè)用戶邊緣計(jì)算能力需求。

2.1.2 人工智能

人工智能為垂直行業(yè)提供語(yǔ)音處理、圖像識(shí)別、分析預(yù)測(cè)等AI能力，滿足對(duì)市場(chǎng)、營(yíng)銷(xiāo)、網(wǎng)絡(luò)安全分析、智慧運(yùn)營(yíng)、智慧管理、智慧辦公的需求。運(yùn)營(yíng)商需要依托IT云構(gòu)建AI平臺(tái)、移動(dòng)云和邊緣云，實(shí)現(xiàn)AI資源的提供。

因此，5G+垂直行業(yè)業(yè)務(wù)需要打造全范圍的AI平臺(tái)，該平臺(tái)依托IT云構(gòu)建AI平臺(tái)，提供語(yǔ)音處理、圖像識(shí)別、分析預(yù)測(cè)等AI能力，對(duì)內(nèi)滿足對(duì)市場(chǎng)、營(yíng)銷(xiāo)、網(wǎng)絡(luò)安全分析的需求，對(duì)智慧運(yùn)營(yíng)、智慧管理、智慧辦公的需求；通過(guò)AI資源的提供、內(nèi)部數(shù)據(jù)AI變現(xiàn)，對(duì)外開(kāi)放大數(shù)據(jù)服務(wù)能力，開(kāi)展數(shù)據(jù)變現(xiàn)，為5G行業(yè)客戶提供AI資源和AI平臺(tái)，加強(qiáng)與政企、金融等行業(yè)的數(shù)據(jù)合作。

2.1.3 大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)為垂直行業(yè)提供全域數(shù)據(jù)，需要沉淀公共模型，構(gòu)建模型超市，加強(qiáng)5G+等重點(diǎn)業(yè)務(wù)的支撐能力。對(duì)5G+垂直行業(yè)用戶，運(yùn)營(yíng)向的需要完成全域數(shù)據(jù)的完善和建設(shè)，沉淀公共模型，構(gòu)建模型超市，加強(qiáng)5G+等重點(diǎn)業(yè)務(wù)的支撐能力。以“數(shù)據(jù)中臺(tái)”為紐帶，為網(wǎng)絡(luò)、市場(chǎng)、服務(wù)、安全、管理全流程及全環(huán)節(jié)注智，賦能網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維智能化、業(yè)務(wù)營(yíng)銷(xiāo)智能化、用戶服務(wù)智能化、運(yùn)營(yíng)管理智能化。重點(diǎn)支撐金融、交通、旅游、公安、城市規(guī)劃。

2.1.4 物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)為滿足不同垂直行業(yè)應(yīng)用需求，構(gòu)建NB-IoT、LTECat1及5G融合發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)綜合生態(tài)體系。面向5G+垂直行業(yè)業(yè)務(wù)，運(yùn)營(yíng)商可充分利用存量NB-IoT及LTE網(wǎng)絡(luò)資源發(fā)展垂直行業(yè)業(yè)務(wù)并承接2G物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)量遷入，5G專(zhuān)網(wǎng)以復(fù)用公網(wǎng)資源為主、結(jié)合效益按需部署無(wú)線專(zhuān)網(wǎng)（頻率/基站專(zhuān)用），建設(shè)專(zhuān)用ToB無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和核心網(wǎng)絡(luò)。

大數(shù)據(jù)為垂直行業(yè)提供全域數(shù)據(jù)，需要沉淀公共模型，構(gòu)建模型超市，加強(qiáng)5G+等重點(diǎn)業(yè)務(wù)的支撐能力。

2.2 專(zhuān)用資源部分

2.2.1 邊緣計(jì)算

邊緣計(jì)算為垂直行業(yè)提供邊緣的接入和計(jì)算能力，為搭建5G網(wǎng)絡(luò)邊緣云架構(gòu)，分階段滿足規(guī)劃期海量連接（智慧城市、銀行、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等業(yè)務(wù)）、大帶寬（云游戲、智慧文旅、行業(yè)視頻、高清視頻）、低時(shí)延高可靠業(yè)務(wù)接入（遠(yuǎn)程手術(shù)、無(wú)人駕駛）業(yè)務(wù)接入。網(wǎng)絡(luò)需要根據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)延、覆蓋范圍、安全容災(zāi)、規(guī)模效益等因素，部署共享型邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)和專(zhuān)用型邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)。

邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)需要貼近用戶部署，因此共享型邊緣節(jié)點(diǎn)主要設(shè)置在運(yùn)營(yíng)商自有機(jī)房，下沉至地市或縣級(jí)機(jī)房設(shè)置，滿足多租戶的業(yè)務(wù)需求。在地市以下按需部署面向某企業(yè)的專(zhuān)用型（獨(dú)享型）網(wǎng)絡(luò)云邊緣節(jié)點(diǎn)，滿足企業(yè)數(shù)據(jù)本地分流/隔離，低時(shí)延等需求。

2.2.2 傳輸及承載

傳輸及承載作為配套網(wǎng)絡(luò)，主要為滿足無(wú)線和邊緣節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)連接。承載主要滿足各級(jí)TOB UPF接入CMNet、云專(zhuān)網(wǎng)、IP專(zhuān)網(wǎng)及流量承載的需求。傳輸主要滿足針對(duì)垂直行業(yè)的核心網(wǎng)UPF下沉和無(wú)線網(wǎng)末端專(zhuān)用基站的承載和接入需求。

3.基礎(chǔ)資源配置模型

根據(jù)垂直行業(yè)的主要應(yīng)用與功能需求，不同類(lèi)型需求于網(wǎng)絡(luò)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如表2所示。

表2 5G垂直行業(yè)與網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)關(guān)系

3.1 基站配置模型

基站配置模型分為室外覆蓋和室內(nèi)覆蓋兩種：

室外覆蓋：適用業(yè)務(wù)發(fā)生在室外的應(yīng)用場(chǎng)景，或可通過(guò)室外覆蓋解決的室內(nèi)應(yīng)用場(chǎng)景，采用室外基站覆蓋，如表3所示。

5G已覆蓋區(qū)域（700M/ 2.6G/4.9G），優(yōu)先通過(guò)既有基站資源承載（基于QoS保障、切片、劃分專(zhuān)用頻率資源）5G未覆蓋區(qū)域，或5G覆蓋不滿足業(yè)務(wù)發(fā)展需求，參考每平方公里新建基站模型。

室內(nèi)覆蓋：適用業(yè)務(wù)發(fā)生在室外的應(yīng)用場(chǎng)景，需進(jìn)行室外覆蓋，如表4所示。

5G已覆蓋場(chǎng)景，優(yōu)先通過(guò)既有5G室內(nèi)基站資源承載（基于QoS保障、切片、劃分專(zhuān)用頻率資源）。5G未覆蓋場(chǎng)景，結(jié)合需要室內(nèi)覆蓋的面積估算無(wú)線投資需求，參考新建5G室內(nèi)基站來(lái)滿足業(yè)務(wù)發(fā)展，室內(nèi)覆蓋建設(shè)以2.6G頻段為主。

表3 基站配置模型建議-室外覆蓋

3.2 邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)配置模型

網(wǎng)絡(luò)云邊緣節(jié)點(diǎn)考慮到邊緣機(jī)房位置、承載容量規(guī)模，虛擬層與SDN(如有)資源等占用情況，將電信云邊緣節(jié)點(diǎn)分為大、中、小三個(gè)管理資源類(lèi)型。

3.2.1 大型邊緣節(jié)點(diǎn)

大型邊緣節(jié)點(diǎn)多適用于地市和大型區(qū)縣（規(guī)模大于等于25臺(tái)服務(wù)器），包含VIM和SDN(如有)控制器，控制、計(jì)算和存儲(chǔ)組件進(jìn)行物理隔離，保證控制組件的性能和可靠性。

3.2.2 中型邊緣節(jié)點(diǎn)

中型邊緣節(jié)點(diǎn)多適用于中型區(qū)縣（規(guī)模約為5-24臺(tái)服務(wù)器），包含VIM和SDN(如有)控制器，控制組件和計(jì)算組件在物理上可采用共部署方案，以提高資源利用率。

3.2.3 小型邊緣節(jié)點(diǎn)

小型邊緣幾點(diǎn)多適用于小型區(qū)縣和接入（規(guī)模為1-4臺(tái)服務(wù)器）(暫不考慮擴(kuò)容情況)，可包含VIM，但不含SDN控制器，建議VIM控制組件和計(jì)算組件物理上共部署，但在節(jié)點(diǎn)數(shù)量小于3的情況下不能保證VIM控制組件可靠性。

邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)根據(jù)大中小共分為4個(gè)模型配置，如表5所示。

表4 基站配置模型建議-室內(nèi)覆蓋

表5 邊緣節(jié)點(diǎn)配置模型建議

3.3 傳輸與承載配置模型

3.3.1 傳輸配置模型

針對(duì)客戶側(cè)ToB UPF部署，傳送網(wǎng)將主要解決其向上至承載網(wǎng)節(jié)點(diǎn)（CMNet+IP專(zhuān)網(wǎng)）和向下至5G基站的傳輸承載和接入問(wèn)題，可結(jié)合以下傳送網(wǎng)資源配置模型進(jìn)行方案選用。

UPF至承載網(wǎng)模型按UPF設(shè)備至承載網(wǎng)節(jié)點(diǎn)上聯(lián)距離及本地匯聚OTN覆蓋情況，分為以下幾種場(chǎng)景，如表6所示。

表6 傳輸配置模型-UPF至承載網(wǎng)部分

UPF至5G基站按行業(yè)客戶類(lèi)別及無(wú)線基站策略分為以下幾種場(chǎng)景，如表7所示。

表7 傳輸配置模型-UPF至承載網(wǎng)部分

3.3.2 承載配置模型

TOB UPF主要接入CMNet和IP專(zhuān)用承載網(wǎng)，單UPF根據(jù)規(guī)模和接入需求不同，承載網(wǎng)側(cè)的投資也有不同，主要配置模型 如下，如表8所示。

表8 承載配置模型

4.總結(jié)及建議

目前垂直行業(yè)具體的需求不明確，成為垂直行業(yè)網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)備的難點(diǎn)。建議運(yùn)營(yíng)商應(yīng)從網(wǎng)絡(luò)成熟度及技術(shù)成熟度兩個(gè)方面進(jìn)行綜合評(píng)估，對(duì)近期發(fā)展可行性大的業(yè)務(wù)需求進(jìn)行必要的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。提前部署公網(wǎng)能力，搭建下沉至地市級(jí)的共享型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，滿足共享型用戶的業(yè)務(wù)接入。針對(duì)省內(nèi)重點(diǎn)企業(yè)可能存在的專(zhuān)用業(yè)務(wù)需求，預(yù)留項(xiàng)目投資，參考本文中的主要網(wǎng)絡(luò)配置模型，快速響應(yīng)專(zhuān)用業(yè)務(wù)需求，用自選菜單的方式配置業(yè)務(wù)模型及投資估算，利于下一步業(yè)務(wù)的商務(wù)談判。